CN115242596A - 面向用户的网络测试床场景业务调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面向用户的网络测试床场景业务调度方法及装置，所述方法包括：创建项目场景，并接收用户的场景资源申请；资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件；解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务。本发明解决了现有方法不够多元化及大规模网络构建功能空缺的问题。
Description
技术领域
本发明属于互联网技术领域，具体而言，涉及一种面向用户的网络测试床场景业务调度方法及装置。
背景技术
在互联网技术快速发展的今天，与其相关的计算机网络系统规模越来越大，网络结构越来越复杂，如何快速生成符合用户要求，适合用户操作的网络测试环境给网络设计和管理者带来了巨大的挑战。网络测试床作为互联网安全测试环境的前沿阵地，通常需要直观且快速的创建或是复原网络中各个网络设备信息节点以及终端信息节点之间的链接及其路由关系，并且因其通常需要模拟仿真真实复杂的网络环境，应可以构建大规模模拟网络环境，网络测试床资源调度地好坏对整个网络测试床的部署的性能和经济性有重大影响，网络测试床业务创建的快速性与管理能力对网络测试床运营起着至关重要的作用。
工欲善其事，必先利其器，网络测试床资源调度能力的性能直接决定着网络结测试床稳定性的好坏与经济性的高低。现有常见的工具主要包括：通过虚拟机集群管理软件对现有的虚拟机资源进行编辑、调配，该方法只能创建出单一虚拟机终端以及基本的局域网网络拓扑结构，不支持超过虚拟机级别粒度之外的设备，并且无法创建系统网络栈虚拟化之外的网络结构编辑模拟，多元性较差；或者专业的虚拟化资源调配系统，支持绝大部分终端节点与网络虚拟化插件，但是基本都停留在局域网规模以及单一终端类型，当网络节点规模较大时，无法快速部署完善较大规模的拓扑结构，也不提供网络监控及管理的功能。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种面向用户的网络测试床场景业务调度方法及装置，以解决现有工具不够多元化及大规模网络构建功能空缺的问题。
本发明的技术内容包括：
一种面向用户的网络测试床场景调度方法，所述方法包括：
创建项目场景，并接收用户的场景资源申请；
资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件；
解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务。
进一步地，所述场景资源申请包括：生存时间、实体节点配额、虚拟节点配额、数学节点配额、二层设备配额、三层设备配额、终端分析节点配额、流量生成器配额、接入点配额和流量监控。
进一步地，所述资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件，包括：
对资源池中符合场景资源申请的资源进行标记；
基于标记结果，判断场景资源申请中的任一资源是否都在所述现有资源中获取相符合的资源数量与种类；
若是，则对所述项目场景进行资源分配，以使其他场景项目不能使用分配的资源之后，通过复杂网络测试床前端所绘制的网络拓扑获取用户的网络需求与终端设备需求，并基于所述网络拓扑，生成用户需求描述性文件。
若否，则拒绝所述场景资源申请，以使用户删除所述项目场景。
进一步地，所述资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件之前，还包括：
根据用户的权限，核对所述场景资源申请中的资源数量以及资源权限。
进一步地，所述解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务，包括：
解析用户需求描述性文件，获取网络拓扑的节点与网络关系；
针对每一节点与网络关系，设置一子任务系统；
创建每一子系统的状态巡逻系统，所述状态巡逻系统根据实时状态进行场景状态更新以及场景拓扑信息更新；
根据节点类型，将测试任务中的节点任务拆分为符合预先规划属性描述的虚拟节点任务、实体节点任务、仿真节点任务，并发送给对应的子任务系统执行，得到第一执行结果；
根据拓扑结构和节点属性，将测试任务中的网络任务拆分为场景虚拟网络部署任务以及物理数据网络配置任务，并发送给对应的子任务系统执行，得到第二执行结果；
所述状态巡逻系统判断所述第一执行结果和第二执行结果的正确性，并当所述第一执行结果或第二执行结果发生错误的情况下，修正测试任务的拆分。
进一步地，所述解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务，还包括：
获取所述测试任务中的网络流量监控属性与节点带外监控属性之后，通过量镜像系统、流量分析，对相应的节点开启带外状态检测；
获取所述测试任务中的流量生成属性之后，基于执行所述测试任务时的相应流量，使项目场景内生成现实环境的仿真流量。
进一步地，所述方法还使用一状态机，其中，
所述创建项目场景，并接收用户的场景资源申请时，所述状态机的状态为待定状态；
所述资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户需求生成用户需求描述性文件时，所述状态机的状态为待使用状态；
所述解析用户需求描述性文件，并根据网络测试床中的各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受测试任务时，所述状态机的状态为部署中状态；
所述基于部署结果进行所述测试任务执行与巡检，所述状态机的状态为活跃状态。
进一步地，所述方法还包括：
所述网络拓扑中的部分节点或网络陷入假活状态或是临时关机状态的情况下，所述状态机的状态为降级状态；
所述用户冻结场景资源，并使该场景资源不被其他用户使用的情况下，所述状态机的状态为灭活状态。
进一步地，所述方法还包括：
根据用户需求描述性文件，拆分出项目删除任务，并将所述项目删除任务提交分发至各子任务系统进行处理后，所述状态机的状态为已删除状态；
删除所述项目场景的所有描述，以将所述场景资源申请中的场景资源返回所述资源池。
一种电子装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一所述方法。
与现有技术相比，本发明的优点为：
1)基于web实现，在Apache进行部署后即可进行调度，免下载安装，可以快速部署开始资源管控调配。
2)将资源调度部署过程划分为合理生命周期，使资源调度过程更加直观、完整，方便用户使用。
3)单系统多场景资源同时调度，多场景资源池统一调度，多系统认证统一管理。
4)分布式并行部署任务处理，多子系统时部署便捷性更高、逻辑性更强。
附图说明
图1网络测试床场景业务调度系统的框图。
图2网络测试床场景业务调度系统的方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明实施例中的技术方案，并使得本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明的主要目的为提供一种面向用户的网络测试床场景业务调度装置，以场景处理队列中的生命周期状态标注为线索，通过形象化原本抽象多资源调配、多任务处理过程，方便用户快速、直观进行测试床部署任务周期管理。
本发明基于Web搭建，通过分布式任务队列框架来实现布式地分组串联、并行处理多模块资源调度部署任务，并通过把调度过程分类、分阶段的方式将资源调度的各个阶段流程化、形象化为各个生命周期，帮助用户直观的观测资源调度过程，让用户及管理员可以及时观测管理资源调度进程，具体功能包括：
1.租户与管理员管理模块，基于MySql，Cas以及Cephauth实现，在Apache服务器中部署后即可直接在浏览器中以web界面方式运行，本模块基于以上技术实现如下功能：
1)用户权限分化，该模块根据事先所规定的权限划分，为租户在系统内权限进行划分，并为不同用户创建不同专属后端存储空间以及其数据备份时间；
2)单点登录认证，本权限管理系统为各子系统的用户权限通信认证建立统一登陆认证平台，保证子系统与用户间权限认证安全的统一性和子系统权限的不可修改性；
2.任务分发和调度模块，用于完成本调度系统主体生命周期管理以及资源池管理，预先根据业务流程将网络测试床的调度流程划分为以下几个步骤，分别完成资源调度过程中的资源池资源申请、任务解析、资源分配、任务分发、状态检测、资源回收等主体生命周期，整体状态如图1所示；为实现本资源管理与项目生命周期管理的稳定性与快速并行完成的特点，本模块基于公知型分布式任务队列架构，结合网络测试床资源调度理念的生命周期管理，完成以异步任务以及定时任务为核心的资源调度工作，模块中主要包含的生命周期管理规则如下：
1)当用户创建该项目时，会在本系统的后台数据持久化存储中创建项目；
2)根据用户权限核对其所申请的资源数量以及资源权限进行复核，审核通过后根据资源池中现有资源数量进行分配；所述终端分配过程将资源池中符合用户需求的资源进行标记，使其成为该用户该场景独占资源，在之后得所有操作都将针对已经分配至该用户项目下的资源进行操作；
3)本系统根据用户拓扑需求生成用户需求描述性文件，并以此请求后台调度接口并以此将状态修改，为保证部署的逻辑性和用户反馈的及时性使用分布式任务队列框架来实现布式地分组串联、并行的多任务处理，系统会根据项目编号异步解析对比项目，拆分后并行分发致各个消息队列，并由各系统的子任务系统接受并处理部署任务，并启动项目定时任务循环查询项目部署状态以及部署反馈信息并更新项目状态信息；
4)当进入部署状态一段时间后，会对比当前状态与理想状态生成状态修正任务，发送至各任务处理模块并由各任务修正状态；
5)当用户修改原部署任务后将重新解析任务并分解任务，依次对比两次任务差别，并将差异任务分发至各子系统处理模块由各子系统修正项目并更新巡查任务模板；
6)当用户删除项目场景，该系统可根据所储存项目描述信息生成所对应的项目场景删除任务并分发至各任务子系统，并由上述巡查系统巡检系统删除状态，以及删除状态修正。
7)当子系统删除完毕所有正在使用的资源后，由用户决定是否归还所申请资源将所有所使用资源重新更新为未使用状态。
3.子系统任务部署管理模块，本模块包含节点相关任务处理模块、网络相关任务处理模块、监控相关任务处理模块以及流量相关任务处理模块，本模块中系统均为嵌套式并行执行，其基于消息队列以及分布式任务处理系统完成子系统任务下发与状态判断等。
节点任务处理模块会优先根据节点类型将任务拆分为符合预先规划属性描述的虚拟节点任务、实体节点任务、仿真节点任务发送给对应节点部署系统执行并根据返回结果判断是否立即修正。
网络相关任务会根据拓扑结构和节点属性分别生成场景虚拟网络部署任务以及物理数据网络配置任务交由各系统完成任务并修正返回结果。
监控相关任务根据总体任务中是否包含网络流量监控以及节点带外监控属性，分别为全部场景开启流量镜像系统、流量分析系统以及其个别节点带外状态检测。
流量相关任务处理模块为单独复杂的流量生成器，调度系统根据整体任务中是否包含流量生成属性部署流量生成系统，使业务场景内生成现实环境仿真流量，加强模拟网络攻防演训的真实性。
基于上述的装置，本发明的工作流程图如图2所示，包括：
步骤1：创建项目场景，并接收场景资源申请。
当用户未创建场景项目时网络测试床中针对场景处理队列中的生命周期状态标注为‘未知’。
当用户根据自身需求进行场景项目的创建和针对场景‘生存时间’、‘实体节点配额’、‘虚拟节点配额’、‘数学节点配额’、‘二层设备配额’、‘三层设备配额’、‘终端分析节点配额’、‘流量生成器配额’、‘接入点配额’以及‘流量监控’资源填写后生命状态机转变为‘待定’，该待定状态是指无法描述场景相关进程。
当此时用户删除该项目场景后该场景项目处理机再次转变为‘未知’。
步骤2：资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件。
当用户对所填写的资源进行状态申请时，程序资源审核后系统根据用户权限核对其所申请的资源数量以及资源权限，审核通过后根据资源池中现有资源进行分配。所述终端分配过程将资源池中符合用户需求的资源进行标记，使其成为该用户该场景独占资源，在之后得所有操作都将针对已经分配至该用户项目下的资源进行操作。分配结果包括：
1)当已经为该场景进行资源分配后本系统将为此状态机更新为‘待使用’，且当此时用户删除该项目场景后该场景项目处理机再次转变为‘未知’；
2)当资源申请的任一资源在资源池中无法获取相符合的资源数量或种类时，将跳转状态机至‘拒绝’，且当此时用户删除该项目场景后该场景项目处理机再次转变为‘未知’。
当状态机为‘待使用’时，本系统将允许用户通过复杂网络测试床前端所绘制的网络拓扑获取用户所需网络以及终端设备的种类、数量、配置以及其间连接关系，并以绘制结果为蓝本生成并存储用户需求描述性文件，以用户需求描述性文件正式开始资源网络测试床资源调配以及测试床项目场景创建。
步骤3：解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务。
本发明根据用户需求描述性文件，系统请求后台调度接口并将状态机修改为‘部署中’。
具体来说，本发明为保证部署的逻辑性和用户反馈的及时性使用分布式任务队列框架来实现布式地分组串联、并行的多任务处理，系统会根据项目编号异步解析用户需求描述性文件，并根据各子系统所需信息拆解任务，且并行分发至各个消息队列，以使各系统的子任务系统接受部署任务，启动该项目所属轮询任务实时查询项目部署状态并更新项目状态信息，此时系统开始部署后本项目的状态机转变为‘部署中’。
此时在分布式部署子系统任务后同时创建相关子系统的状态巡逻系统，若此时所有子系统所收到的状态和预期状态首次一致，本项目所属状态机将会转变为‘活跃’，此时代表场景内所有计算节点以及网元设备均可以正常运作，且巡检任务会根据实时状态进行场景状态更新以及场景拓扑信息更新等操作，当现实状态与预期状态不同时将不断修复实时状态，修复任务实时发送至各任务处理模块并由各任务修正状态。
一示例中，当状态机为‘活跃’状态时，若有部分节点或是网络陷入‘假活’状态或是临时关机状态，本测试床生命周期将变为‘降级’状态，表示此时状态降级将不满足原激活状态，将开始自我修复。
一示例中，用户要冻结项目资源，并使该项目资源不被其他用户使用的情况下，可将状态机的‘活跃’状态向‘灭活’状态转变，从而节省系统整体资源。具体实施方法为：在‘灭活中’状态，将所有节点挂起保活使其保持最节省资源的状态并修改预期状态，使后台可以实时修改项目状态。此外，在‘灭活’状态时，用户可根据需要借由‘激活中’状态快速激活，使系统恢复至‘活跃’状态。
步骤4：删除项目。
当用户不在使用本项目时可以从‘活跃’状态进入‘清除中’状态，此时任务解析分发模块将根据绘制网络拓扑时所存储的用户需求描述信息，拆分出项目删除任务并将此任务提交分发至各子项目处理模块进行处理并且巡查模块重新更新预期状态。当所有子系统项目所属资源已经符合现在所预期的状态‘不存在’状态时，项目生命周期状态转变为‘已删除’状态。
在‘已删除’状态中，场景项目所属资源仍属于该项目所属，其仍属于冻结状态，即其余项目仍不能使用。
当用户选择不再使用该项目场景后，将删除该项目在本系统中的所有描述，此时将回收项目场景所属的所有资源，该资源均回归项目资源池保证之后项目使用，该项目场景所属的任务解析分发模块重新进入‘未知’状态；至此完成本调度系统全流程生命周期实施演示。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。
Claims (10)
1.一种面向用户的网络测试床场景调度方法，所述方法包括：
创建项目场景，并接收用户的场景资源申请；
资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件；
解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场景资源申请包括：生存时间、实体节点配额、虚拟节点配额、数学节点配额、二层设备配额、三层设备配额、终端分析节点配额、流量生成器配额、接入点配额和流量监控。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件，包括：
对资源池中符合场景资源申请的资源进行标记；
基于标记结果，判断场景资源申请中的任一资源是否都在所述现有资源中获取相符合的资源数量与种类；
若是，则对所述项目场景进行资源分配，以使其他场景项目不能使用分配的资源之后，通过复杂网络测试床前端所绘制的网络拓扑获取用户的网络需求与终端设备需求，并基于所述网络拓扑，生成用户需求描述性文件。
若否，则拒绝所述场景资源申请，以使用户删除所述项目场景。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户的网络需求与终端设备需求，绘制网络拓扑，以得到用户需求描述性文件之前，还包括：
根据用户的权限，核对所述场景资源申请中的资源数量以及资源权限。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务，包括：
解析用户需求描述性文件，获取网络拓扑的节点与网络关系；
针对每一节点与网络关系，设置一子任务系统；
创建每一子系统的状态巡逻系统，所述状态巡逻系统根据实时状态进行场景状态更新以及场景拓扑信息更新；
根据节点类型，将测试任务中的节点任务拆分为符合预先规划属性描述的虚拟节点任务、实体节点任务、仿真节点任务，并发送给对应的子任务系统执行，得到第一执行结果；
根据拓扑结构和节点属性，将测试任务中的网络任务拆分为场景虚拟网络部署任务以及物理数据网络配置任务，并发送给对应的子任务系统执行，得到第二执行结果；
所述状态巡逻系统判断所述第一执行结果和第二执行结果的正确性，并当所述第一执行结果或第二执行结果发生错误的情况下，修正测试任务的拆分。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述解析用户需求描述性文件，生成子任务系统，并根据各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受并执行测试任务，还包括：
获取所述测试任务中的网络流量监控属性与节点带外监控属性之后，通过量镜像系统、流量分析，对相应的节点开启带外状态检测；
获取所述测试任务中的流量生成属性之后，基于执行所述测试任务时的相应流量，使项目场景内生成现实环境的仿真流量。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还使用一状态机，其中，
所述创建项目场景，并接收用户的场景资源申请时，所述状态机的状态为待定状态；
所述资源池中的现有资源满足所述场景资源申请时，基于用户需求生成用户需求描述性文件时，所述状态机的状态为待使用状态；
所述解析用户需求描述性文件，并根据网络测试床中的各子任务系统所需信息拆解测试任务，且并行分发至各个消息队列，以使各子任务系统接受测试任务时，所述状态机的状态为部署中状态；
所述基于部署结果进行所述测试任务执行与巡检，所述状态机的状态为活跃状态。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述网络拓扑中的部分节点或网络陷入假活状态或是临时关机状态的情况下，所述状态机的状态为降级状态；
所述用户冻结场景资源，并使该场景资源不被其他用户使用的情况下，所述状态机的状态为灭活状态。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据用户需求描述性文件，拆分出项目删除任务，并将所述项目删除任务提交分发至各子任务系统进行处理后，所述状态机的状态为已删除状态；
删除所述项目场景的所有描述，以将所述场景资源申请中的场景资源返回所述资源池。
10.一种电子装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1-9中任一所述方法。
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|---|---|---|---|---|
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2022
- 2022-06-13 CN CN202210664510.3A patent/CN115242596B/zh active Active
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